[发明专利]一种基于分布式控制的多风场功率输出调节方法

摘要

本发明公开了一种基于分布式控制的多风场功率输出调节方法，该方法包括1)建立单台风力发电机输出功率的数学模型；2)建立单个风电场中所有风机之间的网络连通图；3)单个风电场中采用分布式Leader‑Follower控制算法，使所有风机的桨距角收敛一致；4)多个风电场采用集中化控制算法使得发电量满足负载需求。本发明通过采用基于分布式控制的多风场功率输出调节方法控制多个风电场的输出功率，更有效的实现了功率的恒定输出，同时根据实际的用电量需求对输出总功率进行调节，使之更加符合人们对电力供应的相对稳定性需求。此外，通过本方法对输出功率的控制，还能够减少对电网的冲击，实现将可再生能源更加友好的并入电网。

主权项

一种基于分布式控制的多风场功率输出调节方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)建立风力涡轮机输出功率的数学模型，得出桨距角β与输出功率之间的二次函数关系；2)建立单个风电场中所有风机之间的网络连通图，每台风机用一个节点表示，整个风场含有一个锚风机，用锚节点代替；3)单个风电场中采用分布式风电场中锚风机的桨距角大小‑该风电场中其他风机的桨距角值控制算法：xi(k+1)＝Axi(k)+Bui(k)，i＝1…N，其中，xi∈in为第i个节点的状态变量，N为节点，矩阵(A,B)正定，矩阵B列满秩，ui∈im为第i个节点的控制输入；锚风机的桨距角β作为风电场中锚风机的桨距角大小根据负载实际需求而设定,其他风机的桨距角βi作为该风电场中其他风机的桨距角值经过多次迭代最终一致收敛于风电场中锚风机的桨距角大小；该算法可使风场中的除锚风机以外所有风机的桨距角收敛于锚风机桨距角；4)多个风电场的控制采用一种集中化控制算法：4.1)计算所有风场全部风机在理想环境下的输出总功率及相应的各最佳桨距角β0；4.2)计算输出总功率Poutput与所需功率Pneed之间的差值e，e＝Poutput‑Pneed；4.3)若e>0，中央服务器按照所需功率计算出每个风电场新的桨距角值，并将其值传递到各个风电场的锚风机，锚风机得到新的桨距角通过风场内的本地网络和分布式的风电场中锚风机的桨距角大小‑该风电场中其他风机的桨距角值控制算法将值传递到风电场内余下的各个风机；若e<0，则将最佳桨距角β0传递到各个风电场的锚风机，再通过网络传递至风电场内的其他风机，以此来控制多个风电场的总功率输出。